码书确定装置、信息反馈装置和通信系统的制作方法

本发明涉及通信领域，特别涉及一种码书确定装置、信息反馈装置和通信系统。

背景技术：

多输入多输出(MIMO,Multiple-Input Multiple-Output)技术是增强的长期演进(LTE-Advanced)系统重要的物理层技术之一，用于提供空间分集增益、空间复用增益及阵列增益。

在LTE版本11及以前的技术中，MIMO技术均是采用水平放置的一维(1D)线性阵列，在水平面上具备自适应能力，即二维(2D)MIMO技术。在版本12的研究中，引入了2D的平面阵列，结合有源天线系统(AAS，Active Antenna System)相关技术，在水平维度和仰角维度均可提供自适应控制以更好地提高系统性能，即3DMIMO技术。

图1和图2给出两种常用的平面阵列结构示意图，图1是交叉极化二维平面阵列结构示意图，图2是均匀线性二维平面阵列结构示意图。如图1所示，垂直方向上每列放置M个交叉极化天线对，水平方向上共放置N列交叉极化天线对。如图2所示，垂直方向上每列放置M个同一个极化方向的天线阵列(如图2中的垂直极化天线)，水平方向上共放置N列。

在上述平面阵列系统中，随着天线数目的增加，参考信号的开销也随之增大。为发挥垂直方向的波束调节功能，同时控制天线端口数目，可将垂直方向的多根天线粒子虚拟成一个天线端口，发送相同的参考信号。在一个天线端口内，通过对多个天线粒子进行加权来调整垂直方向的波束方向。与天线粒子加权相对应，天线端口的加权即为传统意义上的预编码操作。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现要素：

目前，在垂直方向只配置一个天线端口或2个交叉极化方式排布的天线端口时，3D MIMO系统退化成1D水平阵列系统，这样，该LTE系统可以使用已有的码书(如之前版本协议的水平方向码书)。但是在垂直方向上同一极化方向的天线端口数多于1时，将不能直接使用已有的码书，需要重新确定适合该天线配置的码书。

本发明实施例提供一种码书确定装置、信息反馈装置和通信系统，通过该装置确定的码书适合于具有任意多个包括K个天线粒子的天线端口的二维平面天线阵列。

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种码书确定装置，包括：

码书确定单元，该码书确定单元用于确定天线粒子加权所构成的第一码书集合、和/或天线端口加权所构成的第二码书集合；其中，

采用下述公式(1)来确定所述第一码书集合：

采用下述公式(2)来确定所述第二码书集合：

在公式(1)和(2)中，λ表示电磁波波长；dv表示垂直方向天线粒子的间距；K是垂直方向构成的一个天线端口的天线粒子数量，为大于零的正整数；

k表示垂直方向构成一个天线端口的天线粒子的索引，取值范围为[1，K]，N1为天线粒子加权所构成的码书的尺寸大小，n1表示采用的码字在天线粒子加权构成的码书集合中的天线粒子加权索引；

α表示调整因子；M表示垂直方向天线端口的数量，m为所在天线端口的索引，取值范围为[1，M]，M为大于零的正整数；N2为天线端口加权所构成的码书的尺寸大小，n2表示采用的码字在天线端口加权构成的码书集合中的天线端口加权索引

根据本发明实施例的第二方面，提供了一种信息反馈装置，包括：

信息确定单元，该信息确定单元用于根据预知的每个天线端口的天线粒子数量、利用天线粒子加权所构成的第一码书集合和/或天线端口加权所构成的第二码书集合，确定向基站反馈的天线粒子加权的信息和/或天线端口加权的信息；

反馈单元，该反馈单元用于向基站反馈天线粒子加权的信息和/或天线端口加权的信息。

根据本发明实施例的第三方面，提供了一种通信系统，包括基站，其中，该通信系统还包括用户设备，该用户设备根据预知的每个天线端口的天线粒子数量、利用天线粒子加权所构成的第一码书集合和/或天线端口加权所构成的第二码书集合，向基站反馈天线粒子加权的信息和/或天线端口加权的信息。

本发明实施例的有益效果在于：通过上述实施例确定的码书适合于具有任意多个包括K个天线粒子的天线端口的二维平面天线阵列。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施方式，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是交叉极化二维平面阵列结构示意图；

图2是均匀线性二维平面阵列结构示意图；

图3是垂直方向具有两个天线端口情况下的位置所引起的相移向量、天线粒子加权和天线端口加权的示意图；

图4是本发明实施例1的码书确定方法流程图；

图5是本发明实施例4的码书确定装置构成示意图；

图6是本发明实施例5的基站构成示意图；

图7是本发明实施例6的通信系统构成示意图；

图8是本发明实施例6的用户设备构成示意图；

图9是本发明实施例7的信息反馈方法流程图；

图10是本发明实施例8的信息反馈装置构成示意图；

图11是本发明实施例9的用户设备构成示意图；

图12是本发明实施例10的信息反馈装置构成示意图；

图13是本发明实施例11基站构成示意图。

具体实施方式

参照附图，通过下面的说明书，本发明的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本发明的特定实施方式，其表明了其中可以采用本发明的原则的部分实施方式，应了解的是，本发明不限于所描述的实施方式，相反，本发明包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。下面结合附图对本发明的各种实施方式进行说明。这些实施方式只是示例性的，不是对本发明的限制。

为了解决现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种码书确定方法及其装置、信息反馈方法及其装置、通信系统。通过本发明实施例的码书确定方法确定的码书可适用于具有任意个包含多个天线粒子的天线端口的二维平面天线阵列。

以下结合附图对本发明实施例进行详细说明。

实施例1

图4是本发明实施例1的码书确定方法流程图。如图4所示，该方法包括：

步骤401，基站确定天线粒子加权所构成的第一码书集合、和/或天线端口加权所构成的第二码书集合。

在本实施例中，可利用下述公式(1)来确定该第一码书集合：

在本实施例中，可利用下述公式(2)来确定该天线端口加权所构成的第二码书集合：

在公式(1)和(2)中，λ表示电磁波波长；dv表示垂直方向天线粒子的间距；K是垂直方向构成的一个天线端口的天线粒子数量，为大于零的正整数；

在公式(1)中，k表示垂直方向构成一个天线端口的天线粒子的索引，取值范围为[1，K]，N1为天线粒子加权所构成的码书的尺寸大小，n1表示采用的码字在天线粒子加权构成的码书集合中的天线粒子加权索引；

在公式(2)中，α表示调整因子；M表示垂直方向天线端口的数量，m为所在天线端口的索引，取值范围为[1，M]，M为大于零的正整数；N2为天线端口加权所构成的码书的尺寸大小，n2表示采用的码字在天线端口加权构成的码书集合中的天线端口加权索引。

在本实施例中，上述同一列天线粒子的极化方向可相同或不同。

由上述公式(1)可知，根据K的取值，该公式(1)可确定一系列的码书集合，即每一个K值，对应一套码书集合。

例如，在K＝5时，对应的第一码书集合为：w＝[w1,w2,w3,w4,w5]^T

同理，还可获得其他K值对应的码书集合，此处不再一一列举。

在由公式(1)确定的一系列码书集合中，与每个K值相对应的码书尺寸N1可以相同或不同。

由上述公式(2)可知，在K值一定的情况下，根据M的取值，该公式(2)可确定一系列的码书集合，即每一个M值，对应一套码书集合。

例如，在天线端口数M＝2时，对应的第二码书集合为：u＝[u1,u2]^T；

同理，还可获得其他M值对应的码书集合，此处不再一一列举。

在由公式(2)确定的一系列码书集合中，与每个M值相对应的码书尺寸N2可以相同或不同。

由上述公式(2)可知，根据K的取值，该公式(2)可确定一系列的码书集合，即每一个K值，对应一套码书集合。

例如，在天线端口数K＝10时，对应的第二码书集合为：

u＝[u1,u2,…,um,…,uM]^T

同理，还可获得其他K值对应的码书集合，此处不再一一列举。

在由公式(2)确定的一系列码书集合中，与每个M值相对应的码书尺寸N2可以相同或不同。

由上述可知，该第一码书集合和第二码书集合均与天线粒子数量K有关，对于天线粒子加权，K会影响该第一码书集合中向量的个数，而对于该第二码书集合，K影响um表达式中K的具体值。

在本实施例中，天线粒子加权和天线端口加权所构成的预编码码本尺寸可以相同，即N1＝N2；也可以不相同，即N1≠N2。当N1＝N2＝N时，天线粒子加权和天线端口加权的码书具有相同的精细度，当N1≠N2时，既可以N1＞N2，天线粒子加权比天线端口加权的码书划分得更精细，也可以N1＜N2，即天线端口加权比天线粒子加权的码书划分得更精细。

由上述实施例可知，可通过上述方法确定平面天线阵列任意天线端口的码书，解决了现有技术中存在的问题，并且还可适用于多种情况，如同一极化、不同极化、多秩传输、多列天线等情况。

在本实施例中，上述码书集合可由基站生成，并且可以进行储存，此外还可通知用户设备，使得用户设备根据上述码书集合向基站反馈相关信息。

如图4所示，该方法还可包括：

步骤402，将确定的该第一码书集合和/或该第二码书集合通知用户设备。

例如，可通过现有的任何一个信令或者新建的信令传输上述码书集合，此外，可动态信令通知或半静态方式通知该用户设备。

在本实施例中，该步骤402为可选步骤。

在上述实施例中，在天线数较多的系统中，天线粒子的间距的取值可较小，如0.5λ或0.8λ等。在这种情况下，可以利用波束赋形技术将发送信号的能量集中于特定的位置，但天线粒子的间距不限于上述取值。

在本实施例中，在确定天线端口加权所构成的码本集合时，针对垂直方向的一列同一极化天线、且传输秩等于1的情况，公式(2)中的调整因子α可等于1，但不限应该值。

在本实施例中，在秩等于1时，针对交叉极化天线配置且同一列天线粒子具有不同极化方向，在秩等于1时，该调整因子α为第一相移因子。

在本实施例中，在秩等于1时，针对垂直方向的一列以上的天线阵列，对于第一列天线，该调整因子为第一调整因子，在同一列天线粒子具有同一极化方向时，该第一调整因子可为1；在同一列天线粒子具有不同极化方向时，该第一调整因子可为该第一相移因子；针对该第一列天线以外的其他列天线，该调整因子为第二调整因子，在每列天线粒子具有同一极化方向时，该第二调整因子可为第二相移因子或复数；在每列天线粒子具有不同极化方向时，该第二调整因子可为该第一相移因子与上述第二相移因子或复数的乘积。例如，该第二相移因子或复数可以为水平方向的天线端口加权，但不限于这种情况。在本实施例中，在该第一列以外的其他列天线中，不同列天线的第二调整因子可以相同，也可以不同。

在本实施例中，在进行多秩传输，即秩大于1时，可利用上述秩等于1时获得的天线端口加权所构成的码书集合来确定秩大于1时的天线端口加权所构成的码书集合，例如，可通过豪斯霍尔德(householder)变换或LTE版本10中八天线预编码多秩传输码字确定的方式获得秩为2或2以上的预编码码书。

由上述实施例可知，通过上述方法可确定天线粒子加权所构成的码书集合、天线端口加权所构成的码书集合，并且上述码书集合可适用于具有任意个包含K个天线粒子的天线端口的二维平面天线阵列，如适用于一个或一个以上天线端口、在垂直方向的一列同极化的天线配置、交叉极化天线配置中同一列天线粒子不同极化方向、垂直方向的多列天线阵列、也适用于传输秩等于1或大于1的情况。

实施例2

基于实施例1，以具体实例对本发明的码本确定方法进行说明。

如图1和图2所示，在2D平面矩形阵列系统中，可将垂直方向的多根天线粒子虚拟成一个天线端口。例如，在垂直方向上，同一极化方向的K个天线粒子组成一个天线端口，在垂直方向上共有M个天线端口，水平方向共有N个天线端口。

在针对垂直方向一列天线的情况下，同一极化方向的MK个天线粒子由于放置位置所引起的相移向量为：

v＝[v1,v2,…,vl,…,vMK]^T，vl(l＝1,2,…,MK)，其中，vl表示第l个天线粒子的相移向量。

所有天线粒子加权组成的向量为：

w＝[w1,w2,…,wl,…,wMK]^T，wl(l＝1,2,…,MK)；其中，wl表示第l个天线粒子的天线粒子加权向量；

天线端口加权，即秩为1时的预编码向量为：

u＝[u1,u2,…,um,…,uM]^T，um(m＝1,2,…,M)；其中，um表示第m个天线端口的天线端口加权向量。

在本实施例中，为简化天线粒子加权，假设各个天线端口K个天线粒子所组成的加权向量可以相同，即

[w1,w2,…,wK]＝[wK+1,wK+2,…,w2K]＝…＝[w(M-1)K+1,w(M-1)K+2,…,wMK]。

在各个天线端口K个天线粒子加权向量均相同的前提下，图3给出了垂直方向具有两个天线端口情况下，由天线粒子的位置所引起的相移向量、天线粒子加权向量和天线端口加权向量的示意图。其中在垂直方向上，K＝10个天线粒子组成一个天线端口，具有两个天线端口，即M＝2。

首先，对天线粒子加权所构成的码本集合的确定进行说明：

1)确定各天线粒子由于放置位置所引起的相移向量，例如，采用LTE版本12的协议TS 37840-c10中的方法，但不限于上述方式。

各天线粒子由于放置位置所引起的相移向量可以表示为：

在公式(3)中，θ为仰角离开角，与公式(1)和(2)中相同的符号的意义此处不再说明。

2)利用该相移向量确定天线粒子加权，即该天线粒子加权采用如下形式(公式(4)所示)匹配位置向量(即相移向量)：

在公式(4)中，θetilt表示电子下倾角，θetilt＝0时表示与天线阵列垂直；其中，在本领域中，将天线物理上倾斜的一个角度称为机械下倾角，而通过加权也可以达到调机械下倾角类似的效果，因此，将其称为电子下倾角。

3)将具有上述形式的天线粒子加权采用离散傅里叶变换(DFT，Discrete Fourier Transform)向量的形式去匹配该位置向量，该公式(4)还可表示为：

这样，可通过公式(4)或(5)来获得天线粒子加权所构成的码书集合。在公式(5)中，N1为天线粒子加权所构成的码书的尺寸大小，n1表示采用的码字在天线粒子码书集合中的索引。在由公式(5)确定的一系列码书集合中，与每个可能的K值相对应的码书尺寸可以是相同或不同的。

其次，对天线端口加权所构成的码本集合的确定进行说明：

针对垂直方向的一列同一极化天线、且传输秩等于1的情况，公式(2)中的调整因子α等于1。

天线阵列因子AF为：

在公式(6)中，各符号的含义与上述相同，此处不再赘述。

在本实施例中，由公式(3)可知，相移向量是指数形式，因此，

v(m-1)K+k＝v(m-1)K+1vk，进一步地，利用上述关系，阵列因子AF表示为：

根据上述矩阵因子可知，天线粒子加权和天线端口加权均与天线粒子的相移向量相关，这样，利用该相移向量确定天线端口加权：

与天线粒子加权类似，采用基于DFT形式来表示天线端口加权(预编码)，表示为：

这样，可通过公式(8)或(9)来获得天线端口加权所构成的码书集合。在公式(9)中，N2为天线端口加权所构成的码书的尺寸大小，n2表示采用的码字在码书集合中的索引。在由公式(9)确定的一系列码书集合中，与每个可能的M值相对应的码书尺寸可以是相同或不同的。

例如，在dv＝0.5λ时，基于DFT形式的天线粒子加权和天线端口加权(统称为预编码)可为：

公式(10)和(11)仅为本发明实施例，在dv/λ取值为0.8或其它较小的值时，与dv/λ＝0.5特性相同，此处不再赘述。

在本实施例中，在公式(10)和(11)中，N1和N2取值可以为8,16,32,64,128等2的幂次，也可以取值为非2的幂次。

在本实施例中，由上述获得第一码书集合和第二码书集合的过程可知，该第一码书和第二码书都与位置向量有关，该位置向量中的仰角离开角θ是从0-2π均匀量化，用2πn1/N1或2πn2/N2来表示该量化值，其中，n1的取值是0到N1-1，n2的取值是0到N2-1；天线粒子加权和端口加权都与角度θ有关。这样，对于同一个参数，该量化值可相同或近似相同，如精确值为：n1/N1＝n2/N2，此外，该n1/N1也可与n2/N2近似相同。

在上述实施例中，为了简化计算，假设各个天线端口K个天线粒子所组成的加权向量相同，但通过上述方法确定的第一码书集合和第二码书集合的应用不受该假设的限制。对于各个天线端口K个天线粒子所组成的加权向量不同的情况、以及多列垂直天线、不同极化方向的情况可基于上述结果通过调整因子α来确定。

以上以同一极化方向的垂直天线端口加权为例进行的说明，且应用在秩等于1的传输情况。以下对多列垂直天线、同一列不同极化方向、多秩传输的情况分别进行说明。

实施例3

基于实施例1和2，对于与实施例1和2相同的特征不再赘述，仅对与上述不同的特征详细说明。

1、在秩等于1时，针对交叉极化天线配置且同一列天线粒子具有不同极化方向，在秩等于1时，该调整因子α为第一相移因子；例如，

该第一相移因子可以为：N3取值可任意，例如，取2的幂，如为2,4,8,16,32,64等，但也可不为2的幂。

在本实施例中，该第一相移因子的引入可以使上述公式(2)具有不同的表现形式，例如，同一列两个交叉极化方向天线组成的天线端口加权可以表示为单码本结构，如还可表示为双码书结构，与LTE版本10中八天线预编码的双码本结构类似；例如，

为式(11)确定的天线端口加权的序号为n1+x的码字，x为大于等于1的正整数，其中ei为第i个元素为1，其它元素为0的K×1维单位列向量。

2、在秩等于1时，针对垂直方向的一列以上的天线阵列

在本实施例中，对于该一列以上的天线阵列，每一列天线粒子的极化方向可以相同，也可以不同。

对于全部天线都是同极化天线的情况：

对于第一列天线，可采用实施例2所述的方法确定天线端口加权；对于其他列天线，可在该第一列天线端口加权的基础上整体乘上一个调整因子来获得；其中，该调整因子可为第二相移因子或复数，例如，该第二相移因子或复数可以是水平方向的天线端口加权，如LTE系统可以使用的当前2天线，4天线或8天线码本的加权值。

对于全部天线都是交叉极化天线的情况：

对于第一列天线，可使用本实施例上述“1”中的方法确定天线端口加权；

对于其他列天线，可在该第一列天线端口加权的基础上整体乘上一个调整因子来获得，该调整因子的取值可以是上述第二相移因子或复数与上述第一相移因子相乘。

在上述实施例中，对于除了第一列以外的其他列天线，使用的调整因子可相同或不同。

3、在进行多秩传输，即秩大于1：

可利用上述秩等于1时获得的天线端口加权所构成的码书集合来确定秩大于1时的天线端口加权所构成的码书集合。

例如，可以利用实施例2的式(11)和/或本实施例的“1”和/或“2”确定的秩为1的天线端口加权码字通过豪斯霍尔德(householder)变换或LTE版本10中八天线预编码多秩传输码字确定方法获得秩为2或2以上的预编码码书。

实施例4

图5是本发明实施例4的码书确定装置构成示意图。如图5所示，装置500包括：码书确定单元501，码书确定单元501用于确定天线粒子加权所构成的第一码书集合、和/或天线端口加权所构成的第二码书集合；其中分别利用实施例1所述的公式(1)、(2)确定该第一码书集合、第二码书集合。

在本实施例中，装置500还可包括通知单元502，通知单元502用于将确定的该第一码书集合和该第二码书集合通知用户设备。具体的通知方式如实施例1所述，此处不再赘述。部件通知单元502为可选部件。

在本实施例中，可由码书确定单元501确定该第一码书集合和该第二码书集合，也可通过不同的部件分别来确定上述码书集合，这样，码书确定单元501可包括：第一确定单元和第二确定单元(未示出)，其中，该第一确定单元用于确定该第一码书集合；该第二确定单元用于确定该第二码书集合。

在本实施例中，针对垂直方向的一列同一极化的天线配置，在秩等于1时，具体的确定方法如实施例1和2所述，将其内容合并于此，此处不再赘述。

在秩等于1时，针对交叉极化天线配置且同一列天线粒子具有不同极化方向，或针对垂直方向的一列以上的天线阵列、或者多秩传输的情况，具体的确定方法如实施例1和3所述，将其内容合并于此，此处不再赘述。

由本实施例可知，通过装置500确定的天线粒子加权所构成的码书集合、天线端口加权所构成的码书集合，适用于具有任意个天线端口的二维平面天线阵列，如适用于一个或一个以上天线端口、在垂直方向的一列同极化的天线配置、交叉极化天线配置中同一列天线粒子不同极化方向、垂直方向的多列天线阵列、也适用于传输秩等于1或大于1的情况。

实施例5

本发明实施例5提供一种基站，该基站包括实施例4所述的码书确定装置，用于确定的天线粒子加权所构成的码书集合、天线端口加权所构成的码书集合，该码书确定装置的构成和各部件的作用与实施例4相同，此处不再赘述。

图6是本发明实施例5的基站构成示意图。如图6所示，基站600可以包括：中央处理器(CPU)601和存储器602；存储器602耦合到中央处理器601。其中存储器602可存储各种数据；此外还存储确定码书的程序和确定的码书集合，并且在中央处理器601的控制下执行该程序，确定天线粒子加权所构成的第一码书集合、天线端口加权所构成的第二码书集合。

在一个实施方式中，码书确定装置的功能可以被集成到中央处理器601中。其中，中央处理器601可以被配置为：确定天线粒子加权所构成的第一码书集合、和/或天线端口加权所构成的第二码书集合；其中

采用实施例1的公式(1)和公式(2)来确定天线粒子加权所构成的第一码书集合、和/或天线端口加权所构成的第二码书集合。

在针对垂直方向的一列同一极化的天线配置，在秩等于1时，调整因子α等于1；

针对交叉极化天线配置且同一列天线粒子具有不同极化方向，在秩等于1时，该调整因子α为第一相移因子。

针对垂直方向的一列以上的天线阵列，其中的第一列天线，该调整因子为第一调整因子；该第一列天线以外的其他列天线，该调整因子为第二调整因子，该第二调整因子的取值如实施例3所述，此处不再赘述。

在秩大于1时，利用所述第二确定单元确定的秩等于1时的天线端口加权所构成的码书集合来确定秩大于1时的天线端口加权所构成的码书集合。

该天线粒子加权所构成的第一码书集合和该天线端口加权所构成的第二码书集合中的码书的尺寸相同或不同。

该天线粒子加权所构成的第一码书集合和所述天线端口加权所构成的第二码书集合中码书的尺寸、以及采用的码字的索引之间满足如下关系：n1/N1＝n2/N2或近似相等。

中央处理器601被配置为用于将确定的该天线粒子加权所构成的第一码书集合和该天线端口加权所构成的第二码书集合通知用户设备。

在另一个实施方式中，该码书确定装置可以与中央处理器分开配置，例如可以将该码书确定装置配置为与中央处理器601连接的芯片，通过中央处理器601的控制来实现码书确定装置的功能，如图6所示的码书确定装置605。

此外，如图6所示，基站600还可以包括：收发机603和天线604等；其中，上述部件的功能与现有技术类似，此处不再赘述。值得注意的是，基站600也并不是必须要包括图6中所示的所有部件；此外，基站600还可以包括图6中没有示出的部件，可以参考现有技术。

实施例6

图7是本发明实施例6的通信系统构成示意图。如图7所示，通信系统700包括基站701，基站701用于确定的天线粒子加权所构成的第一码书集合、天线端口加权所构成的第二码书集合，其具体构成和作用与实施例5类似，此处不再赘述。

如图7所示，通信系统700还包括用户设备702，用于接收基站701通知的天线粒子加权所构成的第一码书集合、天线端口加权所构成的第二码书集合。此外，该用户设备还可将接收到的上述码书集合进行储存。这样该用户设备可利用存储的上述码书集合进行信息反馈、数据或信号的传输等。

图8是本发明实施例7的用户设备构成示意图。如图8所示，用户设备800可包括：接收单元801和存储单元802；其中，接收单元801用于接收基站701通知的天线粒子加权所构成的第一码书集合、天线端口加权所构成的第二码书集合。存储单元802用于将接收到的上述码书集合进行储存。

实施例7

图9是本发明实施例7的信息反馈方法流程图。如图9所示，该方法包括：

步骤901，用户设备根据预知的天线端口的天线粒子数量和/或天线端口数量、利用天线粒子加权所构成的第一码书集合和/或天线端口加权所构成的第二码书集合确定天线粒子加权的信息和/或天线端口加权的信息；

步骤902，将确定的天线粒子加权的信息和/或天线端口加权的信息向基站反馈。

在本实施例中，该天线粒子数量K、天线端口数量M可由基站通知该用户设备，其中可通过现有的任何信令通知或者通过新建的信令通知，可半静态地配置并通知，也可动态通知；也可以是预先存储在用户设备端；上述码书集合可由基站确定，并通知该用户设备，由用户设备存储。并且该基站确定上述码书集合的方法见实施例1～实施例3所述，将其内容合并于此，此处不再赘述。

在本实施例中，该天线粒子加权的信息包括天线粒子加权使用的第一码字索引，表示为n1；该天线端口加权的信息包括天线端口加权使用的第二码字索引，表示为n2。

1、在用户设备反馈天线粒子加权的信息时：

步骤901包括：

该用户设备根据每个天线端口的天线粒子数量K在天线粒子加权所构成的第一码书集合中查找相应的天线粒子加权的码书集合；然后根据估计到的信道信息、在查找的码书集合中确定向该基站反馈的天线粒子加权采用的第一码字索引n1；

在确定向该基站反馈的天线粒子加权采用的第一码字索引n1时，可采用现有的任何一种方法，例如，可根据估计到的信道信息，利用码书中的各个码字w和信道信息H做一些操作，根据预先设定的准则去选择最适合的码字，如准则可以是max||Hw||2或其他，然后通过对码书中的所有码字进行轮询获得最优的w，这样就可确定该最优的码字对应的索引。

2、在用户设备反馈天线端口加权的信息时：

1)该用户设备不知道该天线粒子加权的信息，该天线粒子加权的信息由基站根据该用户设备的位置信息，如垂直方向角度信息等确定该天线粒子加权的信息；

步骤901包括：该用户设备可根据预知的每个天线端口使用的天线粒子数量K和天线端口数量M，在天线端口加权所构成的第二码书集合中查找与天线粒子的数量对应的码书集合；在查找到的该码书集合中确定该第二码字索引n2；

其中，可采用现有的任何一种方法来确定该第二码字索引，与上述确定第一码字索引的方式类似，此处不再赘述。

2)该用户设备知道该天线粒子加权的信息

例如，该天线粒子加权的信息由基站根据该用户设备的位置信息，如垂直方向角度信息等确定该天线粒子加权的信息；并且该基站将该天线粒子加权的信息通知该用户设备。

步骤901包括：该用户设备根据预知的每个天线端口的天线粒子数量K在天线粒子加权所构成的第一码书集合中查找相应的天线粒子加权的码书集合；根据选择的码书集合获知码书的尺寸N1；该用户设备根据预知的每个天线端口的天线粒子数量K和天线端口数量M在天线端口加权所构成的第二码书集合中查找相应的天线端口加权的码书集合；根据选择的码书集合获知码书的尺寸N2，根据该天线粒子加权的信息和码书的尺寸N1、N2确定天线端口加权的信息n2。

在本实施例中，该用户设备和基站存储上述第一码书集合和第二码书集合，因此，该用户设备可根据预知的天线粒子数量K、或者天线粒子数量K和天线端口数量M获知码书的任何信息，包括码书的尺寸N1、N2。

例如，利用n1/N1＝n2/N2来获得该第二码字索引。此外，也可以根据天线粒子加权，通过轮询的方式获得第二码字索引。

3、在该用户设备反馈天线粒子加权的信息和天线端口加权的信息时：

步骤901包括：

该用户设备根据预知的每个天线端口的天线粒子数量K在天线粒子加权所构成的第一码书集合中查找相应的天线粒子加权的码书集合；该用户设备根据预知的每个天线端口的天线粒子数量K和天线端口数量M在天线端口加权所构成的第二码书集合中查找相应的天线端口加权的码书集合；

根据选择的码书集合获知码书的尺寸N1；根据估计到的信道信息、在查找的码书集合中确定向该基站反馈的天线粒子加权采用的第一码字索引n1

根据选择的码书集合获知码书的尺寸N2，根据该天线粒子加权采用的第一码字索引n1和码书的尺寸N1、N2确定天线端口加权的信息n2。

通过本发明实施例确定的码书集合，可在任意天线端口的二维平面天线阵列时，向基站反馈相应的信息。

实施例8

图10是本发明实施例8的信息反馈装置构成示意图。如图10所示，装置1000包括：信息确定单元1001和反馈单元1002；其中，信息确定单元1001用于根据预知的天线端口的天线粒子数量和/或天线端口数量、利用天线粒子加权所构成的第一码书集合和/或天线端口加权所构成的第二码书集合，确定向基站反馈的天线粒子加权的信息和/或天线端口加权的信息；反馈单元1002用于向基站反馈天线粒子加权的信息和/或天线端口加权的信息。

在本实施例中，该天线粒子加权所构成的第一码书集合和该天线端口加权所构成的第二码书集合如公式(1)和(2)所示，此处不再赘述。

在本实施例中，该天线粒子加权的信息包括天线粒子加权使用的第一码字索引；该天线端口加权的信息包括天线端口加权使用的第二码字索引。

1、在反馈天线粒子加权的信息时：

信息确定单元1001包括第一查找单元和第一确定单元(图中未示出)；其中，该第一查找单元用于根据每个天线端口的天线粒子数量K在天线粒子加权所构成的第一码书集合中查找相应的天线粒子加权的码书集合；该第二确定单元用于根据估计到的信道信息、在查找的码书集合中确定向该基站反馈的天线粒子加权采用的第一码字索引n1。

2、在反馈天线端口加权的信息时：

1)预先不知道该天线粒子加权的信息，该天线粒子加权的信息由基站根据该用户设备的位置信息，如垂直方向角度信息等确定该天线粒子加权的信息；

信息确定单元1001包括：第二查找单元和第二确定单元(图中未示出)；其中，该第二查找单元用于根据预知的每个天线端口使用的天线粒子数量K和天线端口数量M，在天线端口加权所构成的第二码书集合中查找与天线粒子的数量对应的码书集合；该第二确定单元用于在查找到的该码书集合中确定该第二码字索引n2。

2)预先知道该天线粒子加权的信息

例如，该天线粒子加权的信息由基站根据该用户设备的位置信息，如垂直方向角度信息等确定该天线粒子加权的信息；并且该基站将该天线粒子加权的信息通知该用户设备。

信息确定单元1001包括第三查找单元和第三确定单元(图中未示出)；其中，该第三查找单元用于根据预知的每个天线端口的天线粒子数量K在天线粒子加权所构成的第一码书集合中查找相应的天线粒子加权的码书集合；该用户设备根据预知的每个天线端口的天线粒子数量K和天线端口数量M在天线端口加权所构成的第二码书集合中查找相应的天线端口加权的码书集合；该第三确定单元用于根据选择的码书集合获知码书的尺寸N1、根据选择的码书集合获知码书的尺寸N2，然后根据从基站获得的该天线粒子加权的信息和码书的尺寸N1、N2确定天线端口加权的信息n2。如利用n1/N1＝n2/N2来获得该第二码字索引。

在情况1)和2)中，装置1000还可包括接收单元(图中未示出)，该接收单元用于接收该基站配置的天线粒子数量、和/或天线端口数量、或者接收该基站确定的该第一码字索引。此外，该接收单元可将这些信息存储到存储单元1003中。

3、在反馈天线粒子加权的信息和天线端口加权的信息时：

信息确定单元1001包括第四查找单元、第四确定单元和第五确定单元(图中未示出)；其中，

该第四查找单元用于根据预知的每个天线端口的天线粒子数量K在天线粒子加权所构成的第一码书集合中查找相应的天线粒子加权的码书集合；该用户设备根据预知的每个天线端口的天线粒子数量K和天线端口数量M在天线端口加权所构成的第二码书集合中查找相应的天线端口加权的码书集合；

第四确定单元用于根据选择的码书集合获知码书的尺寸N1；根据估计到的信道信息、在查找的码书集合中确定向该基站反馈的天线粒子加权采用的第一码字索引n1

第五确定单元用于根据选择的码书集合获知码书的尺寸N2，根据该天线粒子加权采用的第一码字索引n1和码书的尺寸N1、N2确定天线端口加权的信息n2。

通过本发明实施例确定的码书集合，可在任意天线端口的二维平面天线阵列时，向基站反馈相应的信息。

实施例9

本发明实施例9还提供一种用户设备，包括实施例9所述的信息反馈装置，其构成和作用如实施例8所述，此处不再赘述。

图11是本发明实施例9的用户设备构成示意图。如图11所示，用户设备1100包括：包括中央处理器1101和存储器1105；存储器1105耦合到中央处理器1101。值得注意的是，该图是示例性的；还可以使用其他类型的结构，来补充或代替该结构，以实现电信功能或其他功能。

在一个实施方式中，信息反馈装置的功能可以被集成到中央处理器1101中。其中，中央处理器1101可以被配置为：根据预知的天线端口的天线粒子数量和/或天线端口数量，利用天线粒子加权所构成的第一码书集合和/或天线端口加权所构成的第二码书集合，确定向基站反馈的天线粒子加权的信息和/或天线端口加权的信息；向基站反馈天线粒子加权的信息和/或天线端口加权的信息。

其中具体的确定该天线粒子加权的信息和/或天线端口加权的信息的方式如实施例7所述，将其内容合并于此，此处不再赘述。

在另一个实施方式中，信息反馈装置可以与中央处理器1101分开配置，例如可以将信息反馈装置配置为与中央处理器1101连接的芯片，通过中央处理器的控制来实现信息反馈装置的功能，如图11中的信息反馈装置1102。

如图11所示，用户设备1100还可以包括：输入单元1103、音频处理单元1104、显示器1106、电源1107和通信模块1108，值得注意的是，用户设备1100也并不是必须要包括图11中所示的所有部件；此外，用户设备1100还可以包括图11中没有示出的部件，可以参考现有技术。

如图11所示，中央处理器1101有时也称为控制器或操作控件，可以包括微处理器或其他处理器装置和/或逻辑装置，该中央处理器1101接收输入并控制用户设备1100的各个部件的操作。

其中，存储器1140，例如可以是缓存器、闪存、硬驱、可移动介质、易失性存储器、非易失性存储器或其它合适装置中的一种或更多种。可储存上述与失败有关的信息，此外还可存储执行有关信息反馈的程序。并且中央处理器1101可执行该存储器1105存储的该程序，以实现信息存储或处理等。其他部件的功能与现有类似，此处不再赘述。用户设备1100的各部件可以通过专用硬件、固件、软件或其结合来实现，而不偏离本发明的范围。

实施例10

本发明实施例10还提供一种通信系统。该通信系统包括用户设备和基站；其中，

该用户设备根据预知的天线端口的天线粒子数量和/或天线端口数量M、利用天线粒子加权所构成的第一码书集合和/或天线端口加权所构成的第二码书集合，向基站反馈天线粒子加权的信息和/或天线端口加权的信息。其中，该用户设备的构成和各部件的功能如实施例8和9所述，将其内容合并于此，此处不再赘述。

在本实施例中，该基站用于利用二维平面天线阵列中天线粒子的位置所引起的相移向量来确定天线粒子加权所构成的第一码书集合、和/或天线端口加权所构成的第二码书集合；其中，可采用公式(1)和(2)确定，如实施例1至3所述，此处不再赘述。

图12是本发明实施例10的信息反馈装置结构示意图。设置于基站侧，如图12所示，信息反馈装置1200包括：信息接收单元1201，信息接收单元1201用于接收用户设备反馈的天线粒子加权的信息和/或天线端口加权的信息。

在本实施例中，如图12所示，信息反馈装置1200还可包括码本确定单元1202，码本确定单元1202用于确定天线粒子加权所构成的第一码书集合和/或天线端口加权所构成的第二码书集合，具体的确定方法如实施例1-3所示，此处不再赘述。部件码本确定单元1202为可选部件，本实施例也可预先确定码本集合并存储在存储单元中。

如图12所示，信息反馈装置1200还可包括存储单元1203，用于存储信息接收单元1201接收到的信息、以及码本确定单元1202确定的码本集合。

在本实施例中，如图12所示，信息反馈装置1200还可包括信息配置单元1204和信息发送单元1205；其中，信息配置单元1204用于配置每个天线端口使用的天线粒子个数和/或天线端口数量；信息发送单元1205用于将配置的天线粒子个数通知用户设备。这样，该用户设备获得该天线粒子个数后，可根据该信息查找相应的码本，最终选择天线端口加权的信息。部件信息配置单元1204和信息发送单元1205为可选部件。

在本实施例中，如图12所示，信息反馈装置1200还可包括信息确定单元1205，用于根据用户设备的位置信息来确定天线粒子加权的信息，并且信息发送单元1205将确定的天线粒子加权的信息通知用户设备。这样该用户设备可根据该天线粒子加权的信息直接确定天线端口加权的信息。该天线粒子加权的信息如实施例7、8所述，该部件为可选部件。

在本实施例中，还提供一种基站，该基站包括图12所述的信息反馈装置，用于接收用户设备反馈的天线粒子加权的信息和/或天线端口加权的信息。这样，该基站接收到上述信息后，根据上述信息确定天线粒子加权和/或天线端口加权，将天线粒子加权和/或天线端口加权应用到给用户设备的信息传输中的预编码操作中。

图13是本实施例中基站的结构示意图。如图13所示，基站1300包括上述信息反馈装置。如图13所示，基站1300可以包括：中央处理器(CPU)1301和存储器1302；存储器1302耦合到中央处理器1301。其中该存储器1302可存储各种数据；此外还存储信息反馈的程序、和/或码书确定的程序和确定的码书集合，并且还存储接收的信息；在中央处理器1301的控制下执行该程序，接收用户设备反馈的信息。

在一个实施方式中，信息反馈装置的功能可以被集成到中央处理器1301中。其中，中央处理器1201可以被配置为：用于接收用户设备反馈的天线粒子加权的信息和/或天线端口加权的信息。

其中，中央处理器1301被配置为：确定天线粒子加权所构成的码书集合和/或天线端口加权所构成的码书集合，具体的确定方法如实施例1-3所示，此处不再赘述。

中央处理器1301被配置为：用于配置每个天线端口使用的天线粒子个数；将配置的天线粒子个数通知用户设备。

中央处理器1301被配置为：根据用户设备的位置信息来确定天线粒子加权的信息，并且将确定的天线粒子加权的信息通知用户设备。

在另一个实施方式中，该信息反馈装置1304可以与中央处理器1301分开配置，例如可以将信息反馈装置配置为与中央处理器1301连接的芯片，通过中央处理器1301的控制来实现信息反馈装置的功能，如图13所示的信息反馈装置1305。

此外，如图13所示，基站1300还可以包括：收发机1303和天线1304等；其中，上述部件的功能与现有技术类似，此处不再赘述。值得注意的是，基站1300也并不是必须要包括图13中所示的所有部件；此外，基站1300还可以包括图13中没有示出的部件，可以参考现有技术。

为了更好地支持多天线用户(MU-MIMI)技术，在本实施例中，该用户设备还用于在传输数据通道、和/或公共信道或信号时，在频域上进行天线粒子加权。因此，基于上述实施例，该用户设备还包括信息处理单元(未示出)，用于在传输数据通道、和/或公共信道或信号时，在频域上进行天线粒子加权。

在本实施例中，不同的用户设备采用的天线粒子加权不同，这样每个用户设备可自适应调节垂直方向波束的指向。

在传输公共信道或信号时，如物理广播信道(PBCH)、物理下行控制信道(PDCCH)、不使用解调参考信号(DMRS)解调的物理下行数据信道(PDSCH)、小区特定参考信号(CRS)等，若使用UE特定的天线粒子加权，将出现发送信号指向特定方向，从而导致覆盖范围较小，为解决这一问题，可采用如下天线粒子加权向量、或者如下天线粒子加权向量的K个加权值循环移位后构成的向量进行天线粒子加权；K值和前面一样，均为一个天线端口内的天线粒子个数，也就是天线粒子加权向量的维度。

该向量为：

其中，b为加权向量中1的个数，且b为可以被K整除的正整数。

在b＝1时，天线粒子加权向量为或

在b＝2时，天线粒子加权向量为

在b＝K/2时，天线粒子加权向量为

在上述实施例中，不同实施例的用户设备、基站的各个部件可合并。

本发明实施例还提供一种计算机可读程序，其中当在码本确定装置或基站中执行所述程序时，所述程序使得计算机在所述码本确定装置或基站中执行实施例1～3所述的码本确定方法。

本发明实施例还提供一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中所述计算机可读程序使得计算机在码本确定装置或基站中执行实施例1～3所述的码本确定方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读程序，其中当在信息装置或用户设备中执行所述程序时，所述程序使得计算机在所述信息反馈装置或用户设备中执行实施例7所述的信息反馈方法。

本发明实施例还提供一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中所述计算机可读程序使得计算机在信息反馈装置或用户设备中执行实施例7所述的信息反馈方法。

本发明以上的装置和方法可以由硬件实现，也可以由硬件结合软件实现。本发明涉及这样的计算机可读程序，当该程序被逻辑部件所执行时，能够使该逻辑部件实现上文所述的装置或构成部件，或使该逻辑部件实现上文所述的各种方法或步骤。逻辑部件例如现场可编程逻辑部件、微处理器、计算机中使用的处理器等。本发明还涉及用于存储以上程序的存储介质，如硬盘、磁盘、光盘、DVD、flash存储器等。

以上结合具体的实施方式对本发明进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本发明的精神和原理对本发明做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本发明的范围内。